摘要：变压器状态检测是指通过一定的技术手段或装备通过数据采集和数据分析对变压器的运行状态及状态变化趋势进行实时检测的一种方法或过程。变压器状态检测不仅是电气设备实现状态检修的基础，也是变压器实现智能冷却与调压控制的前提。通过对信息的研究分析，变压器状态监测不仅可以用来预防变压器的突发事故，避免意外停机，而且也可对设备的健康水平进行评估，为变压器的最优使用提供大量有价值的状态信息。基于此本文分析了电力变压器运行状态智能化检测技术。
关键词：电力变压器；运行状态；智能化检测技术
1、智能变压器概述
近年来，随着科技水平的不断提高以及全社会用电量的较快增长，中国电网建设快速发展，发电机装机容量随之增加，装备技术水平也得到进一步提高。
与传统变压器相比，智能变压器在功能、原理、结构上并无本质区别，主要由变压器基本部件、主控单元、传感数据采集、通信传输和调节控制部件等单元组成。智能变压器通过传感器实时采集能够反映变压器绕组、套管、有载开关等运行状况的各种信息，如变压器运行电压、运行负荷电流和变压器顶层油温数据等。并将其与智能变电站中其他网络设备进行交互，同时能接收其他网络系统发出的相关指令和数据。整个系统由计算机进行人工智能管理，系统根据指令和信息交互的处理结果来调整自身的运行状态，实现对变压器的计量、监测、保护和控制等功能。
2、电力变压器运行状态智能化检测技术的意义
变压器作为电力系统核心的电力设备，故障时有发生、由于其资产价值高，结构复杂，维修困难，一旦事故造成的影响很大，其运行可靠性很大程度上决定了变电站乃至整个电网的安全与稳定。近年来，随着电力系统容量的不断扩大，电压等级的不断提高以及用户对供电可靠性的要求日益提高，人们对变压器进行状态检修的要求也愈加迫切。在这种形势下，针对各种高压设备的在线检测技术不断发展，变压器状态监测技术应运而生。
变压器状态监测是指通过一定的技术手段或装备通过数据采集和数据分析对变压器的运行状态及状态变化趋势进行实时监测的一种方法或过程。变压器状态监测不仅是电气设备实现状态检修的基础，也是变压器实现智能冷却与调压控制的前提。通过对信息的研究分析，变压器状态监测不仅可以用来预防变压器的突发事故，避免意外停机，而且也可对设备的健康水平进行评估，为变压器的最优使用提供大量有价值的状态信息。变压器状态检修不仅为设备的维护、维修提供了决策支持，而且还减少了设备维护费用，降低变压器运行成本，延长变压器的运行周期，从而创造更多的经济效益。此外，变压器在线监测的智能化和信息化，也是实现智能化电网和变压器智能化控制的关键。
3、电力变压器的智能化检测技术
3.1智能配变监测系统
智能配变监测系统是由安装在变压器的智能终端和后台管理系统组合而成，可实现对变压器参数的智能化在线监测功能。
智能公变终端安装在配电变压器计量箱内，通过无线公网在智能配变监测系统中实时在线监测变压器运行状态。智能配变监测系统的建成，可全面掌握配网公变的实时数据资源，能掌握配网系统每一丝细微的变化，在规划、建设、运行电网等多方面都有着高价值的应用前景，如运维人员、管理人员能实时掌握并跟踪每台公用配变的负荷情况及发展，能对用电情况、电能质量、无功补偿等多方面进行分析，以提高精益化运行水平和用电信息采集系统上下层实时系统联动并计算低压线损等。
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3.2变压器振动的在线检测技术
此技术通过变压器绕组故障模拟实验和实际运行变压器的现场振动测试及研究，分析谐波比重、振动频率成分复杂度等技术指标，从而判断出变压器绕组是否发生变形，实现了不停电检测变压器绕组故障。近日，由浙江温岭供电局和浙江大学共同研发的国内首套电力变压器振动在线监测与故障分析系统进入调试阶段。该系统专门针对一些老旧大型电力变压器抗短路能力较低和电力系统短路电流增大而造成变压器损坏事故研发。通过这个系统，可以对变压器的不同负载、温度、投切过程和短路冲击等的振动、电流和温度信号等进行实时数据采集与监测，建立被监测变压器的状态监测与故障分析的具体模型参数和阈值及其算法，从而实现对被监测变压器的振动在线状态监测与故障分析。这样，不仅可以预防变压器发生突发事故，而且还能将定期停工维修改为状态维修，从而延长变压器寿命，大大降低运行成本。
3.3变压器局放在线监测系统
局部放电特性是衡量电力变压器绝缘系统质量的重要指标，110kV以上的电力变压器，在出厂试验中每台都要做局部放电试验。变压器在安装后，交接试验中，在运行中发现油中含气量超标时，一般也要做局部放电试验。
近年来，国内外已研制出多种测试系统，用于变压器局部放电在线监测，但都仍在试用中。在多家发电厂、变电站挂网运行，总体技术达到国际先进水平。
3.4色谱分析法
变压器油中气体色谱分析法（DGA）是初期诊断变压器内部局部放电故障最好的方法之一。此种方法可以有效监测到变压器的运行情况，能够对变压器存在的过热情况以及某些故障的发展趋势进行一定的预报。
（1）变压器油内故障特征气体情况。一般来说，随着变压器的逐渐运行，其内部的绝缘油以及相应的绝缘材料会受到电以及热方面的影响而发生老化以及分解，从而产生一定量气体，这些其他会有一定量融入到油内。故障气体的类型以及含量直接决定了变压器故障的类型以及严重程度。在油以及固体绝缘材料正常老化过程中所产生的气体主要为一氧化碳以及二氧化碳；若是变压器发生故障而出现油温高于正常情况时，油裂解就会产生CH4；随着故障温度的不断上升，逐渐会产生C2H4以及C2H6；如果温度达到1000℃，油会进一步分解而产生较多的C2H2。（2）气体的色谱分析。可以采用特征气体法对于油中溶解气体分析结果进行解释，并且诊断出产生这些气体的故障原因。可以得到：若是因为过热造成的故障，总烃含量就会很高；若是因为局部放电故障，H2的含量就会较高，并且在总烃中CH4占到主要部分；若是因为放电故障，则H2和C2H2的含量就会比较高。DGA方法对于色谱的分析主要是以三比值法为基础进行的，通过H2、CH4、C2H4、C2H6以及C2H2来形成三对比值进而对变压器故障性质进行判断。三对比值通过不同的编码进行表示，同时对于这些编码进行组合分析，就是指对于故障情况根据程度来进行分来，从而做出相应的判断。但是变压器故障类型不单单由气体溶度值来决定，同时也取决于气体组分之间的相互关系。
总之，开展对电力变压器状态评估方法的研究，及时准确地掌握变压器的健康状态水平，不仅能有效延长其使用寿命，降低事故发生率，同时对促进检修模式向状态检修技术发展也具有重要意义，需要引起我们的重视。
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论文作者:陈海涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
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